[논문 리뷰] PubChain: A Decentralized Open-Access Publication Platform with Participants Incentivized by Blockchain Technology

Taotao Wang, Soung Chang Liew외 1명|arXiv (Cornell University)|2019. 10. 01.

Blockchain Technology Applications and Security참고 문헌 26인용 수 6

한 줄 요약

PubChain는 블록체인과 IPFS를 활용해 지불벽과 정보 사각지대를 제거하는 탈중앙화된 오픈 액세스 학술 출판 플랫폼을 제안한다. 이 플랫폼은 저자, 심사자, 독자에게 신용 기반 보상 시스템을 통해 인cent라이즈를 제공하며, 이더리움 상의 스마트 컨트랙트를 통해 위변조 방지 및 투명한 출판 및 심사 워크플로우를 실현한다. 기능성 핵심 기능을 입증하는 기능성 프로토타입과 가짜 활동에 대한 저항력을 검증하는 시뮬레이션을 제공한다.

ABSTRACT

We design and implement Publication Chain (PubChain), a decentralized open-access publication platform built on decentralized and distributed technologies of blockchain and IPFS peer-to-peer file sharing systems. The existing publication platforms have some severe drawbacks. First, instead of promoting widespread knowledge sharing, access to publications on the platforms owned by publishers is often on a fee basis. This drawback of pay wall prevents researchers from "standing on the shoulders of giants". Moreover, the peer review process on most all existing publication platforms (including both open-access and publisher platforms) is prone to be ineffective, since there is no proper incentive to reviewers for performing high-qualified reviews. PubChain is an alternative platform to the existing publication venues aiming to address their drawbacks. No central third-party owns the contents (i.e., papers and reviews) of PubChain. Exploiting blockchain technology, we devise an elaborate incentive scheme on PubChain to incentivize key stakeholders (i.e., authors, readers and reviewers) to participate publication activities on PubChain in a substantive manner by earning credits and rewards through self-motivated interactions. We have performed simulations to investigate the robustness of our proposed incentive scheme against fraudulent publications and reviews. We also have implemented a prototype of PubChain to demonstrate its key concepts.

연구 동기 및 목표

• 중앙집중화된 학술 출판 플랫폼의 한계, 즉 지불벽, 정보 사각지대, 보상이 없는 탓으로 인한 비효율적 동료 검토를 해결하기 위해.
• 중앙 집중적 통제 및 소유권을 제거함으로써 학술 논문에 대한 자유롭고 개방적이며 탈중앙화된 접근을 가능하게 하기 위해.
• 저자, 심사자, 독자가 플랫폼에 의미 있는 기여를 할 수 있도록 블록체인 기반의 인센티브 메커니즘을 설계하고 구현하기 위해.
• IPFS를 활용한 파일 저장과 블록체인을 통한 메타데이터의 변하지 않는 성질을 통해 학술 콘텐츠의 무결성과 지속 가능성을 확보하기 위해.
• 탈중앙화되고 인센티브 기반의 학술 출판의 실현 가능성을 입증하는 기능성 시스템을 프로토타입화하고 평가하기 위해.

제안 방법

• 특히 이더리움을 활용해 스마트 컨트랙트를 통해 학술 논문 및 심사의 불변 메타데이터를 저장하는 블록체인 기술을 활용한다.
• 콘텐츠 기반 주소 해시를 식별자로 사용해 전체 논문, 코드, 멀티미디어를 분산 및 지속적으로 저장하기 위해 IPFS(인터플래닛러리 파일 시스템)를 사용한다.
• JSON-RPC 상호작용을 통해 논문 제출, 소유권 추적, 심사 제출, 심사 점수 매기기 등을 관리하는 스마트 컨트랙트 시스템을 구현한다.
• 논문 제출, 동료 검토, 참여 행동과 같은 기여에 대해 보상을 주는 신용 기반 인센티브 체계를 구현하며, 보상은 블록체인 상에 저장된다.
• 기부된 암호화폐를 부모 블록체인의 특수 주소에 锁정하는 양방향 피킹 메커니즘을 도입해, 이윤 추구 없이 장기적인 재정적 지속 가능성을 확보한다.
• 가짜 제출 및 저질 심사에 대한 저항력을 평가하기 위해 인센티브 체계를 시뮬레이션하여 시스템의 시빌 및 스팸 공격에 대한 내구성을 검증한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 탈중앙화된 출판 플랫폼은 어떻게 지불벽을 제거하고 학술 문헌에 자유롭고 개방적인 접근을 보장할 수 있는가?
• RQ2 블록체인 기반의 인센티브는 학술 출판의 동료 검토 품질과 신뢰성에 얼마나 기여할 수 있는가?
• RQ3 IPFS와 블록체인을 기반으로 한 탈중앙화된 시스템은 학술 콘텐츠의 지속적이고 위변조 방지 저장 및 검색을 달성할 수 있는가?
• RQ4 제안된 신용 기반 인센티브 메커니즘은 저자, 심사자, 독자가 지속적으로 참여하도록 유도하는 데 얼마나 효과적인가?
• RQ5 중앙 집중적 통제 없이 비영리 오픈 액세스 학술 출판 플랫폼을 구축하는 데 있어 핵심적인 기술적 및 경제적 과제는 무엇인가?

주요 결과

• PubChain의 프로토타입은 이더리움 스마트 컨트랙트와 IPFS를 활용해 논문 게시, 메타데이터 저장, 심사 제출의 핵심 기능을 성공적으로 입증했다.
• 중앙 기관이나 출판사에 의존하지 않고도 탈중앙화되고 지속 가능하며 검증 가능한 출판 및 심사 워크플로우를 달성했다.
• 시뮬레이션 결과, 제안된 인센티브 메커니즘이 가짜 제출 및 저품질 심사에 대해 강건함을 입증하여 시스템의 무결성을 확보했다.
• 다양한 분야와 기관 간에 전 세계적으로 통합된 액세스를 가능하게 하여 정보 사각지대를 제거했다.
• 양방향 피킹 기법을 통해 기부된 암호화폐가 사용 불가능한 주소에 고정되어 재정적 지속 가능성을 확보했으며, 이윤 추출 없이 운영됨을 입증했다.
• 프로젝트는 비영리 기구로 설계되어 개발 팀에 재정 보상 없이 자율 기여와 커뮤니티 홍보에 의존해 확장되며, 향후 스케일업을 기대할 수 있다.